» » Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

 
 
 

Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

Разместил Pashka 20 мая 2008. Просмотров: 65244

4 Источник: Радиокот.ру
Вторая часть статьи про ОУ для начинающих. Итак, в первой части мы рассмотрели схемы включения ОУ в качестве усилителей, в этой части рассмотрим включения ОУ в качестве фильтров.

Фильтр Высоких Частот (ФВЧ, High-Pass)

Требуется он для отсекания сигнала, частота которого ниже определенного порога, который называется частотой среза.
Простейший ФВЧ выглядит так:
Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры
Первая схема с неинвертирующим включением ОУ, вторая - с инвертирующим.
Это фильтр первого порядка с ослаблением ненужного сигнала - крутизной - 6дБ на октаву. Определить частоту среза можно, рассчитывая реактивное сопротивление конденсатора. Когда оно станет равным сопротивлению резистора, включенного последовательно с конденсатором - это будет самое то.

Формула следующая:
Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

Где F - частота в Герцах, C - емкость в Фарадах, Ec - сопротивление в Омах.
Если крутизна фильтра первого порядка кажется недостаточной, можно справить фильтр второго порядка - с крутизной 12 дБ на октаву как показано на рисунке ниже.
Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

Это - так называемый, фильтр Баттерворта.
Чтобы посчитать его граничную частоту можно воспользоваться следующими соотношениями:
R1=R2; С1=2С2;
Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

При выборе резисторов надо учесть, что их номиналы должны лежать в пределах 10-100 кОм, поскольку выходное сопротивление фильтра растет вместе с частотой и если номиналы резисторов выходят за вышеуказанные рамки это может отрицательно сказаться на работе фильтра.

Фильтр Низких Частот (ФНЧ, Low-Pass)

Работа этого фильтра прямо противоположна предыдущему - он отрезает сигнал, частота которого выше частоты среза. В принципе, все то же самое, что и в предыдущем случае, только конденсатор включается не последовательно с резистором, а параллельно ему.
Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

Первая схема - неинвертирующее включение, вторая - инвертирующее. Частота среза считается ровно таким же способом, как и в случае ФВЧ.
Ну и схема фильтра второго порядка - того же самого гражданина Баттерворта.
Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

Опять же - считается все точно так же, как было описано выше.

Полосовой Фильтр (Band-Pass)

Полосовой фильтр применяется в тех случаях, когда необходимо выделить некую полосу частот из всего спектра. Например, в спектроанализаторах или вроде того.
Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры


Формулы расчета приводить тут не буду - они забористые. Для расчета полосовых фильтров советую воспользоваться замечательной программой - Filter Wiz Pro от Schematica Software. Впрочем, ей так же можно воспользоваться и для расчетов любых других фильтров.

Фильтр-пробка (Notch Filter)

Если вам нужно ослабить (практически до нуля) некую выбранную частоту, то это фильтр как раз для вас.
Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

Формула расчета вот такая:
Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

где R=R3=R4, C=C1=C2;
При построении этого фильтра очень важна точность номиналов компонентов - от этого зависит степень "убивания" выбранной частоты. Так, при применении резисторов и конденсаторов с допуском 1%, можно получить ослабление частоты до 45дБ, хотя, теоретически, можно добиться и 60дБ. Например, если вы хотите грохнуть ненавистную всем частоту 50Гц, то берем следующие номиналы: R1=R2=10кОм, R3=R4=68кОм, С1=С2=47нФ.

Фильтр-пробка с двойным Т-мостом

Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

С помощью этого фильтра можно не только ослаблять выбранную частот, но и регулировать степень её ослабления переменным резистором R4. Формула расчета номиналов такая же, как и в предыдущем случае.

Об авторе

Павел (Pashka)
Новосибирск
Радиолюбитель. Любитель "Веги"
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 45

Поделись с друзьями!


Связанные материалы:


Снова о простом активном фильтре для АС

Предлагаю обсудить тему активных фильтров для АС. Просьба высказаться тех, кто имеет практический...

Сделай сам простой активный фильтр для двухполосного усилителя

В статье речь пойдет об активном фильтре для двухполосного усилителя. Фильтр не нуждается в...

Активные кроссоверы для АС основе фильтра Баттерворта 3-го порядка

Активные кроссоверы, на мой взгляд, обделены вниманием и применяются среди радиолюбителей реже, чем...

Транзисторный фильтр питания с высоким КПД для аудиоаппаратуры

При создании прибора для ремонта телевизоров мне потребовался регулируемый источник питания 30-300...

Программа для расчёта фильтров АС (Алдошина + Терещук)

Недавно я стал часто заниматься переделкой промышленных недорогих АС и, следовательно, понадобилось...

Программы для расчета активных фильтров Линквица 2-го порядка и Баттеруорта 3-го

Представляю две очень простые программы, которые позволяют рассчитать ФВЧ и ФНЧ 2-го и 3-го порядка...

Foobar Channeldivider. Фильтр для многополосной АС.

Теперь можно забыть о постройке фильтров, о деньгах на конденсаторы, резисторы, катушки и ОУ. ...

Новая жизнь старых колонок. 15ГД-17 (25ГДН4) в тандеме с S-30

Попавшийся по случаю динамик 15ГД-17 (25ГДН4—4) позволил сделать из старых колонок с...

Реальный безтрансформаторный ламповый усилитель для низкоомных наушников по мотивам

Безтрансформаторный ламповый усилитель для головных телефонов с максимальной возможностью...

Простой усилитель для автомобильного сабвуфера на TDA7240

Несмотря на кажущуюся простоту расчета фильтров нижних частот, необходимых для формирования нужной...

Операционные усилители. Ч.3 Компараторы, триггеры, мультивибраторы.

Источник: Радиокот.ру И, наконец, третья, заключительная часть статьи про Operational Amplifiers!...

Операционные усилители. Ч.1 Теория, типовые включения

Источник: Радиокот.ру Представляю вашему вниманию статью про операционные усилители (ОУ). Надеюсь...
<
  • Гражданин
8 апреля 2015 02:39

Рома / RINDIG

  • Регистрация: 9.03.2010
  • Публикаций: 2
  • Комментариев: 37
 
  • 0
Можно ли на одном ОУ сигнал отфильтровать по частоте и заодним усилить его?

<
  • Кандидат
12 апреля 2016 12:31

Вероника Ханасова / Nnik

  • Регистрация: 12.04.2016
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 1
 
  • 0
Эх, Павлик, Павлик!!!...
Фильтр-пробка (Notch Filter) не работает, точнее не уменьшает 50 Гц, вон они "красивенькие" на осциллографе....
Сижу, горюю....

<
  • Главный редактор
12 апреля 2016 13:28

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1603
 
  • 0
Вероника, схема не может не работать - это классика из учебников.

Попробуйте другую, режектор на 50 ГЦ:

Все конденсаторы и резисторы должны иметь одинаковый номинал, так как это влияет на точность настройки полосы подавления. Переменный резистор R5 используется для установки ширины полосы.
Для питания схемы потребуется двухполярный источник +-12...15В, например на базе интегральных стабилизаторов 7812 и 7912.

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.